Tài liệu Nghiên cứu đánh giá các xác định độ thuần của các dòng đột biến lúa ưu việt ở thế hệ thứ 7

Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Lêi c¶m ¬n T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n ban chñ nhiÖm khoa sinh - KTNN, c¸c thÇy c« gi¸o trong tæ bé m«n Di truyÒn - TiÕn ho¸ vµ c¸c b¹n sinh viªn ®· ®éng viªn, gióp ®ì t«i trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn nghiªn cøu ®Ò tµi. §Æc biÖt t«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh s©u s¾c tíi thÇy gi¸o - Th.S NguyÔn Nh­ To¶n, ng­êi ®· tËn t×nh chØ b¶o, h­íng dÉn t«i trong suèt qu¸ tr×nh nghiªn cøu ®Ó hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. §Ó ®Ò tµi ®­îc hoµn thiÖn h¬n t«i rÊt mong ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn, bæ sung cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ Néi, th¸ng 5 n¨m 2007 Ng­êi thùc hiÖn TrÇn §øc Tu©n Khoa Sinh - KTNN 1 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan nh÷ng g× tr×nh bµy trong luËn v¨n tèt nghiÖp nµy ®Òu lµ sù thùc, tÊt c¶ c¸c sè liÖu ®Òu ®­îc thu thËp tõ thùc nghiÖm vµ qua xö lý thèng kª, kh«ng cã sù sao chÐp vµ kh«ng trïng víi bÊt cø tµi liÖu nµo. Trong ®Ò tµi cña t«i cã trÝch dÉn mét sè dÉn liÖu trong ®Ò tµi cña mét sè t¸c gi¶ kh¸c. T«i xin phÐp t¸c gi¶ ®­îc trÝch dÉn ®Ó bæ sung cho kho¸ luËn cña m×nh. Khoa Sinh - KTNN 2 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Môc lôc Trang Lêi c¶m ¬n……………………....................................................... 1 Lêi cam ®oan …………………………………………………… 2 Môc lôc …………………………………………………………… 3 Danh môc c¸c b¶ng biÓu vµ c¸c kÝ hiÖu viÕt t¾t .. 5 Më ®Çu …………………………………………………………….. 7 1. lý do chän ®Ò tµi……………………………………………. 7 2. môc ®Ých nghiªn cøu………………………………………... 9 3. néi dung nghiªn cøu………………………………………... 9 4. ý nghÜa cña ®Ò tµi…………………………………………… 9 Ch­¬ng 1. tæng quan tµi liÖu 1.1. nguån gèc vµ gi¸ trÞ kinh tÕ cña c©y lóa. ……… 10 1.1.1. nguån gèc c©y lóa …………………………………………….. 10 1.1.2. gi¸ trÞ cña c©y lóa ……………………………………………… 10 1.2. ®Æc ®iÓm sinh häc cña c©y lóa. ……………………… 11 1.2.1. §Æc ®iÓm ph©n lo¹i ……………………………………………. 1.2.2. §Æc ®iÓm h×nh th¸i ……………………………………………. 1.2.3. Qu¸ tr×nh sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn…………………………….. 11 12 13 1.3. øng dông cña ®ét biÕn trong qu¸ tr×nh chän t¹o gièng lóa …………………………………………………… 15 1.3.1. l­îc sö nghiªn cøu cña ®ét biÕn thùc nghiÖm………………… 15 1.3.2. t¸c dông cña c¸c t¸c nh©n ®ét biÕn lªn c©y lóa………………... 16 1.4. t×nh h×nh nghiªn cøu lóa trªn thÕ giíi vµ ViÖt Nam…………………………………………………………………… 17 1.4.1. t×nh h×nh nghiªn cøu lóa trªn thÕ giíi…………………………… 17 1.4.2. t×nh h×nh nghiªn cøu lóa ë viÖt nam…………………………… 17 Khoa Sinh - KTNN 3 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Ch­¬ng 2. ®èi t­îng vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. ®èi t­îng nghiªn cøu……………………………………... 19 2.2. ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu…………………………………. 19 2.2.1. ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm ®ång ruéng…………………………… 19 2.2.2. ph­¬ng ph¸p thu thËp sè liÖu…………………………………… 19 2.2.3. ph­¬ng ph¸p xö lý sè liÖu……………………………………… 20 2.2.4. ®Þa ®iÓm vµ thêi gian nghiªn cøu………………………………. 21 Ch­¬ng3. kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 3.1. kh¶ n¨ng sinh tr­ëng cña c¸c dßng lóa ®ét biÕn…………………………………………………………………. 22 3.1.1. tØ lÖ n¶y mÇm vµ kh¶ n¨ng sèng sãt…………………………… 22 3.1.2 . kh¶ n¨ng ®Î nh¸nh……………………………………………... 23 3.1.3. chiÒu cao c©y lóa………………………………………………. 25 3.2. ®Æc ®iÓm c¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt………. 27 3.2.1. chiÒu dµi b«ng …………………………………………………. 27 3.2.2. sè b«ng/khãm…………………………………………………... 29 3.2.3. sè h¹t ch¾c/b«ng vµ tØ lÖ h¹t ch¾c………………………………. 31 3.2.4. träng l­îng 1000 h¹t vµ ……………………………………….. 33 KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ 2. ®Ò nghÞ……………………………………………………….. 35 37 Tµi liÖu tham kh¶o…................................................................ 38 1. kÕt luËn……………………………………………………... Phô lôc Khoa Sinh - KTNN 4 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Danh môc c¸c b¶ng biÓu vµ c¸c kÝ hiÖu viÕt t¾t 1. C¸c b¶ng B¶ng 3.1. TØ lÖ n¶y mÇm vµ kh¶ n¨ng sèng sãt. B¶ng 3.2. kh¶ n¨ng ®Î nh¸nh. B¶ng 3.3. chiÒu cao c©y. B¶ng 3.4. ChiÒu dµi b«ng. B¶ng 3.5. sè b«ng/khãm. B¶ng 3.6. sè h¹t ch¾c/b«ng vµ tØ lÖ h¹t ch¾c. B¶ng 3.7. träng l­îng 1000 h¹t vµ n¨ng suÊt lý thuyÕt . 2. C¸c biÓu ®å BiÓu ®å 3.1. TØ lÖ n¶y mÇm vµ kh¶ n¨ng sèng sãt. BiÓu ®å 3.2. Kh¶ n¨ng ®Î nh¸nh. BiÓu ®å 3.3. chiÒu cao c©y. BiÓu ®å 3.4. ChiÒu dµi b«ng. BiÓu ®å 3.5. B«ng/khãm. BiÓu ®å 3.6. Sè h¹t ch¾c/b«ng vµ tØ lÖ h¹t ch¾c. BiÓu ®å 3.7. Träng l­îng 1000 h¹t vµ n¨ng suÊt lý thuyÕt. Khoa Sinh - KTNN 5 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n 3.Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t And: AxÝt deroxiribonucleic. Arn: AxÝt ribonucleic. CNSH: C«ng nghÖ sinh häc. Irri: ViÖn nghiªn cøu lóa quèc tÕ. Fao:T chøc n«ng l­¬ng thÕ giíi. TGST: Thêi gian sinh tr­ëng. P1000 : Khèi l­îng 1000 h¹t. Khoa Sinh - KTNN 6 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Më ®Çu 1. Lý do chän ®Ò tµi HiÖn nay d©n sè thÕ giíi ®ang gia t¨ng mét c¸ch m¹nh mÏ, tÝnh ®Õn n¨m 2005 d©n sè thÕ giíi ®· lµ trªn 6 tØ ng­êi. §©y chÝnh lµ ¸p lùc ®èi víi ngµnh n«ng nghiÖp s¶n xuÊt l­¬ng thùc, thùc phÈm. V× thÕ tÊt c¶ quèc gia hiÖn nay ®Òu cã nh÷ng ch­¬ng tr×nh ph¸t triÓn c©y l­¬ng thùc ®Ó ®¶m b¶o vÊn ®Ò an ninh l­¬ng thùc cho quèc gia m×nh. Trong chiÕn l­îc ®ã c©y lóa n­íc (Oryza sativa) lµ mét trong nh÷ng ®èi t­îng ®­îc tËp trung nghiªn cøu, ph¸t triÓn nhiÒu nhÊt bëi v× trªn thÕ giíi cã tíi 65% d©n sè thÕ giíi coi lóa g¹o lµ nguån l­¬ng thùc chÝnh (theo thèng kª cña tæ chøc FAO). Sù bïng næ d©n sè còng lµm t¨ng nhanh nhu cÇu vÒ nhµ ë, nhu cÇu ®« thÞ ho¸, c«ng nghiÖp ho¸... lµm diÖn tÝch ®Êt n«ng nghiÖp, ®Êt trång lóa ngµy cµng bÞ thu hÑp. §©y còng lµ mét khã kh¨n ®èi víi ngµnh n«ng nghiÖp. §Ó ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ l­¬ng thùc cho d©n sè thÕ giíi trong khi diÖn tÝch ®Êt n«ng nghiÖp gi¶m, tæ chøc FAO ®· ®­a ra hai biÖn ph¸p kÜ thuËt, ®ã lµ: - lu©n canh t¨ng vô. - t¹o gièng míi cã n¨ng suÊt cao, chÊt l­îng tèt thay thÕ cho c¸c gièng cò… trong ®ã viÖc ¸p dông lu©n canh t¨ng vô chØ gi¶i quyÕt ®­îc phÇn nµo vÒ s¶n l­îng lóa mµ kh«ng thÓ gi¶i quyÕt tho¶ ®¸ng cho nhu cÇu l­¬ng thùc. chØ cã biÖn ph¸p thø hai lµ sö dông gièng míi cã n¨ng suÊt, chÊt l­îng cao h¬n thay cho gièng cò trong s¶n xuÊt míi cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng s¶n l­îng lóa ®¸p øng nhu cÇu l­¬ng thùc cho nh©n lo¹i. ViÖc t×m ra gièng míi ®Ó ¸p dông vµo s¶n suÊt lµ mét kh©u rÊt quan träng trong biÖn ph¸p nµy. ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng trong viÖc t¹o ra gièng míi lµ lai gi÷a c¸c dßng víi nhau ®Ó t¹o ra con lai cã nh÷ng ®Æc tÝnh tèt cña c¶ Khoa Sinh - KTNN 7 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n bè vµ mÑ, cã n¨ng suÊt vµ chÊt l­îng tèt h¬n. ph­¬ng ph¸p nµy tuy ®¬n gi¶n nh­ng chËm cã kÕt qu¶, hiÖu qu¶ kÐm. Mét ph­¬ng ph¸p n÷a ®Ó t¹o ra gièng míi ®ã lµ ¸p dông kÜ thuËt chuyÓn gen t¹o ra nh÷ng gièng lóa biÕn ®æi gen. thµnh tùu cña ph­¬ng ph¸p nµy ®· râ rµng, ®· t¹o ra nh÷ng gièng míi cã n¨ng suÊt cao trong thêi gian nghiªn cøu ng¾n. tuy nhiªn nh÷ng gièng lóa nµy ch­a ®­îc ng­êi tiªu dïng chÊp nhËn v× ®é an toµn cña s¶n phÈm, ®ång thêi ®©y lµ ph­¬ng ph¸p ®ßi hái kÜ thuËt cao, nh÷ng n­íc ®ang ph¸t triÓn rÊt khã thùc hiÖn (Ph¹m Xu©n Héi, TrÇn Duy Quý, 2002), [5]. Ph­¬ng ph¸p t¹o gièng míi hiÖn nay ®­îc ¸p dông réng r·i lµ ph­¬ng ph¸p chän dßng ®ét biÕn. Ph­¬ng ph¸p nµy kÕt hîp gi÷a t¹o dßng ®ét biÕn sau ®ã chän läc ®¸nh gi¸ qua c¸c thÕ hÖ. ­u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ kh«ng qu¸ phøc t¹p, dÔ ¸p dông, thêi gian cho kÕt qu¶ ng¾n…mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu ®· ®­îc ghi nhËn vÒ chän t¹o gièng lóa ®ét biÕn nh­ c¸c c«ng tr×nh cña trÇn duy quý, bïi huy thuû, ®µo xu©n t©n…trªn c¸c ®èi t­îng lóa kh¸c nhau (§µo Xu©n T©n, 1996), [11]. §Ó gãp phÇn c«ng søc vµo viÖc t¹o gièng lóa míi cho n«ng nghiÖp vµ ®Ó kh¼ng ®Þnh phÈm chÊt cña mét sè gièng lóa ®­îc t¹o ra tõ viÖc xö lý ®ét biÕn (Co60) chóng t«i tiÕn hµnh ®Ò tµi: “ Nghiªn cøu, ®¸nh gi¸ vµ x¸c ®Þnh ®é thuÇn cña c¸c dßng ®ét biÕn lóa ­u viÖt ë thÕ hÖ thø 7”. Khoa Sinh - KTNN 8 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n 2. Môc ®Ých nghiªn cøu 2.1. nghiªn cøu, ®¸nh gi¸ vµ x¸c ®Þnh ®é æn ®Þnh ë thÕ hÖ thø 7 cña c¸c dßng ®ét biÕn lóa ­u viÖt, cô thÓ lµ c¸c dßng: CL2, CL3, CL5, d52-10, d52-11, d52-12, d52-13, d52-14, d52-15. 2.2. chän t¹o mét sè dßng ®ét biÕn lóa ­u viÖt cã ®é æn ®Þnh cao vÒ n¨ng suÊt, chÊt l­îng, thêi gian sinh tr­ëng, kh¶ n¨ng thÝch nghi … tõ ®ã t¹o c¸c dßng thuÇn vµ t¹o ra c¸c gièng míi thÝch nghi víi ®iÒu kiÖn ë nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c nhau. 3. néi dung nghiªn cøu 3.1. Kh¶o s¸t c¸c ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc cña c¸c c¸ thÓ thu ®­îc vÒ c¸c chØ tiªu nh­: tØ lÖ n¶y mÇm, kh¶ n¨ng sèng sãt, kh¶ n¨ng ®Î nh¸nh, chiÒu cao c©y, chiÒu dµi b«ng, c¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt, thêi gian sinh tr­ëng... 3.2. lùa chän mét sè c¸ thÓ cã tiÒm n¨ng vÒ n¨ng suÊt, chÊt l­îng… lµm c¬ së cho viÖc t¹o dßng thuÇn vµ t¹o gièng míi. 4. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi 4.1. ý nghÜa khoa häc - T×m hiÓu hiÖu qu¶ cña ®ét biÕn thùc nghiÖm trong c«ng t¸c chän t¹o gièng nãi chung vµ gièng lóa nãi riªng. - ¸p dông lý thuyÕt vµo thùc tiÔn, gãp phÇn n©ng cao kiÕn thøc vÒ ®ét biÕn trong gi¶ng d¹y phÇn di truyÒn häc. 4.2. ý nghÜa thùc tiÔn Gãp phÇn vµo viÖc t¹o nguån vËt liÖu khëi ®Çu cho c«ng t¸c chän t¹o gièng míi cã n¨ng suÊt cao, phÈm chÊt tèt, thêi gian sinh tr­ëng ng¾n… ®Ó thay thÕ c¸c gièng cò kÐm h¬n, tiÕn tíi viÖc gieo trång ®¹i trµ trªn nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c nhau. Khoa Sinh - KTNN 9 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n ch­¬ng 1. Tæng quan tµi liÖu 1.1. nguån gèc vµ gi¸ trÞ kinh tÕ cña c©y lóa 1.1.1. Nguån gèc c©y lóa Lóa n­íc (Oryza sativa) lµ c©y l­¬ng thùc cã vÞ trÝ quan träng trªn thÕ giíi. VÒ nguån gèc c©y lóa, c¸c nhµ khoa häc nh­: A.G.Haudricourt, LouisHedin (1944), E.Werth (1954), H.Wismann (1957)… lËp luËn v÷ng ch¾c vµ ®­a ra gi¶ thiÕt cho r»ng vïng §«ng nam ¸ lµ n¬i khai sinh ra c©y lóa n­íc hiÖn nay. Bëi v× khu vùc nµy cã khÝ hËu Èm, cã nhiÒu ®iÒu kiÖn lÝ t­ëng cho ph¸t triÓn nghÒ trång lóa. Cïng víi kÕt qu¶ kh¶o cæ häc trong thêi gian gÇn ®©y ë khu vùc §«ng nam ¸, Ên §é, Trung quèc… ®· t×m ra nhiÒu cæ vËt chøng minh r»ng quª h­¬ng ®Çu tiªn cña c©y lóa n­íc lµ ë vïng ®«ng nam ¸. C¸c b»ng chøng cho thÊy c©y lóa n­íc ®· cã ë vïng nµy ®· cã c¸ch ®©y kho¶ng 10000 n¨m, ë Trung Quèc chØ c¸ch ®©y kho¶ng 5900 n¨m ®Õn 7000 n¨m. tõ ®«ng nam ¸, nghÒ trång lóa ®­îc du nhËp vµo Trung Quèc råi lan sang NhËt B¶n, Hµn Quèc, ch©u ©u, ch©u mÜ, ch©u phi…(WiKipedia), [17]. HiÖn nµy vïng §«ng Nam ¸ vÉn cßn mäc r¶i r¸c mét sè loµi lóa d¹i lµ tæ tiªn cña c©y lóa hiÖn nay nh­: Oryza fatua, Oryza oficialis, Oryza minuta... ®©y còng lµ c¬ së ®Ó c¸c nhµ khoa häc kh¼ng ®Þnh r»ng nguån gèc cña c©y lóa lµ ë §«ng nam ¸ sau ®ã míi lan ra kh¾p thÕ giíi. Ngµy nay ch©u ¸ vÉn lµ vïng trång lóa n­íc tËp trung víi diÖn tÝch lín nhÊt trªn thÕ giíi. 1.1.2. gi¸ trÞ kinh tÕ cña c©y lóa Lóa n­íc lµ c©y l­¬ng thùc quan träng ®­îc gieo trång ë 112 n­íc trªn thÕ giíi, cung cÊp l­¬ng thùc cho h¬n 65% d©n sè thÕ giíi. ë nh÷ng n­íc ®ang ph¸t triÓn nh­ n­íc ta th× sè l­îng lao ®éng ho¹t ®éng trong nghÒ n«ng nghiÖp mµ chñ yÕu lµ trång lóa chiÕm phÇn rÊt lín (h¬n 80%). Nh­ vËy, c©y lóa còng gãp phÇn gi¶i quyÕt vÊn ®Ò viÖc lµm cho mét Khoa Sinh - KTNN 10 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n l­îng lín lao ®éng. HiÖn nay, s¶n xuÊt lóa g¹o cña n­íc ta kh«ng nh÷ng ®· ®ñ cung cÊp trong n­íc mµ cßn xuÊt khÈu ra thÕ giíi gãp phÇn lµm t¨ng thu nhËp cho ng­êi lao ®éng. N¨m 2005, ViÖt Nam ®· xuÊt khÈu 5,2 triÖu tÊn g¹o, thu vÒ 1,4 tû USD cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. Ngoµi ra c¸c phô phÈm cña c©y lóa r¬m, r¹, trÊu, c¸m... ®Òu ®­îc sö dông mét c¸ch triÖt ®Ó nh»m gi¶m chi phÝ trong n«ng nghiÖp: dïng lµm chÊt ®èt, lµm ph©n bãn, ch¨n nu«i gia sóc… hoÆc sö dông vµo s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm gióp t¨ng thu nhËp vÝ dô: s¶n xuÊt nÊm thùc phÈm, s¶n xuÊt giÊy, cån t©n d­îc.... hiÖn nay, khoa häc c«ng nghÖ ®ang më réng h­íng s¶n xuÊt cån tõ r¬m r¹ lµm nguyªn liÖu ®Ó thay thÕ x¨ng, dÇu cã thÓ gi¶m chi phÝ vµ chèng « nhiÔm m«i tr­êng. XÐt vÒ thµnh phÇn sinh ho¸, lóa g¹o giµu tinh bét vµ ®­êng h¬n bÊt cø c©y l­¬ng thùc nµo, ngoµi ra lóa g¹o cßn chøa kho¶ng 5 - 6 % protein trong ®ã cã nhiÒu axit amin cÇn thiÕt cho c¬ thÓ nh­: lizin, triptophan, methi«nin... cã thÓ nãi lóa g¹o cã thµnh phÇn dinh d­ìng phong phó. HiÖn nay, c¸c nhµ khoa häc ®· t¹o ra nh÷ng gièng lóa ®Æc biÖt cã gi¸ trÞ dinh d­ìng cao nh­: c¸c gièng lóa cã h¹t g¹o chøa nhiÒu s¾t, chøa nhiÒu vitamin a, protein… 1.2. ®Æc ®iÓm sinh häc cña c©y lóa 1.2.1. ®Æc ®iÓm ph©n lo¹i C©y lóa n­íc (Oryza sativa) n»m trong hä lóa (Poacaes), bé lóa (Poales) thuéc ph©n líp mét l¸ mÇm cïng víi c¸c c©y l­¬ng thùc kh¸c nh­: lóa m×, ng«, kª…(Hoµng ThÞ S¶n), [16]. Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i lóa. cô thÓ: - dùa vµo thµnh phÇn sinh ho¸, h×nh th¸i, cÊu t¹o cña h¹t lóa cã c¸c lo¹i: lóa nÕp, lóa tÎ, lóa h¹t trßn, lóa h¹t dµi… Khoa Sinh - KTNN 11 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n - dùa vµo thêi gian sinh tr­ëng cã c¸c lo¹i: lóa chÝn sím, lóa chÝn muén… - Dùa vµo thêi vô gieo trång cã c¸c lo¹i nh­: lóa chiªm, lóa mïa, lóa vô xu©n, lóa hÌ thu... - ngoµi ra mét sè gièng lóa ®­îc ph©n lo¹i vµ gäi tªn theo ®Æc tÝnh riªng, nguån gèc xuÊt xø hoÆc do t¸c gi¶ ®Æt tªn. vÝ dô: gièng ir64, khang d©n, t¸m th¬m… 1.2.2. ®Æc ®iÓm h×nh th¸i C©y lóa n­íc (oryza sativa ) lµ c©y th©n cá, sèng mét n¨m, gåm c¸c bé phËn nh­: th©n, l¸, rÔ. Sau giai ®o¹n lµm ®ßng c©y lóa cã thªm bé phËn lµ b«ng lóa ®Ó mang h¹t lóa.  th©n lóa C©y lóa cã th©n khÝ sinh ph¸t triÓn tõ th©n mÇm. Th©n h×nh trô, kh«ng ph©n nh¸nh, chia c¸c giãng rçng (kho¶ng 5 giãng ), gi÷a hai giãng cã c¸c mÊu ph©n c¸ch. Th©n lóa lµ n¬i ra rÔ, l¸, b«ng… lµ bé phËn vËn chuyÓn n­íc, muèi kho¸ng, c¸c chÊt dinh d­ìng tõ bé phËn nµy ®Õn bé phËn kh¸c cña c©y. th©n lóa cßn lµ n¬i chøa c¸c chÊt dù tr÷ tr­íc khi c¸c chÊt nµy ®­îc ®­a lªn h¹t (NguyÔn §×nh Giao, 1999), [3].  l¸ lóa L¸ lóa ®­îc h×nh thµnh tõ mÇm l¸ ë c¸c mÊu trªn th©n. l¸ mäc c¸ch xÕp hai d·y däc theo th©n c©y. l¸ lóa cã phiÕn l¸ dµi h×nh d¶i hÑp, mÐp l¸ cã r¨ng c­a, bÑ l¸ to, dµi «m lÊy th©n c©y, hai mÐp cña bÑ kh«ng dÝnh nhau (Hoµng ThÞ S¶n), [16]. Cã hai lo¹i l¸ lóa : Khoa Sinh - KTNN 12 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n + L¸ kh«ng hoµn toµn (l¸ bao): lµ lo¹i l¸ chØ cã bÑ l¸ «m lÊy th©n (l¸ xuÊt hiÖn ngµy sau khi h¹t n¶y mÇm). + L¸ hoµn toµn (l¸ thËt) lµ lo¹i l¸ cã ®ñ bé phËn nh­ phiÕn l¸, bÑ l¸, cæ l¸, th×a l¸.... L¸ lóa lµ bé phËn thùc hiÖn quang hîp t¹o ra chÊt h÷u c¬ cho toµn bé c©y lóa sö dông vµ ®Ó dù tr÷ trong h¹t lóa sau nµy.  rÔ lóa RÔ lóa thuéc lo¹i rÔ chïm, gåm hai lo¹i rÔ lµ rÔ mÇm vµ rÔ phô: - rÔ mÇm: ®­îc h×nh thµnh tõ ph«i, chØ ho¹t ®éng trong thêi gian ®Çu ®Ó cung cÊp n­íc cho mÇm lóa khi ch­a h×nh thµnh rÔ phô, sau ®ã rÔ mÇm sÏ teo ®i. - RÔ phô: mäc ra tõ c¸c mÊu phÝa d­íi (gÇn ®Êt) cña c©y lóa. Trªn rÔ phô cßn mäc ra c¸c rÔ nhá kh¸c v× thÕ tæng chiÒu dµi hÖ rÔ cña mét c©y lóa ë thêi k× trç b«ng cã thÓ ®¹t 168m [4]. Cµng vÒ sau sè l­îng rÔ phô cµng nhiÒu.  b«ng lóa Sau giai ®o¹n lµm ®ßng c©y lóa xuÊt hiÖn thªm bé phËn gäi lµ b«ng lóa. B«ng lóa gåm cã: cuèng b«ng, cæ b«ng, th©n b«ng, giÐ lóa, hoa lóa vµ h¹t thãc. v× ®©y lµ bé phËn trùc tiÕp mang h¹t cho lªn nã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn n¨ng suÊt mïa vô. ®Ó cã n¨ng suÊt cao b«ng lóa ph¶i cã mét ®é dµi t­¬ng ®èi ®Ó cã thÓ mang ®­îc nhiÒu h¹t. 1.2.3. qu¸ tr×nh sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn cña c©y lóa C¸c yÕu tè cÇn cho sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn cña c©y lóa: - Thêi vô cÊy ph¶i phï hîp ®Ó ®¶m b¶o c¸c yÕu tè nh­ ¸nh s¸ng, nhiÖt ®é, l­îng m­a… - MÆt ruéng ph¶i b»ng ph¼ng, lu«n cã møc n­íc tõ 10- 15 cm ®Ó gióp c©y lóa sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn tèt (thuËn lîi lµ ë l­u vùc c¸c con s«ng lín). Khoa Sinh - KTNN 13 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n - Thêi k× sinh tr­ëng cÇn l­îng m­a vµo kho¶ng 125 mm/th¸ng. - Thêi k× lóa ph¬i mµu, thêi tiÕt cÇn kh« r¸o, m¸t mÎ ®Ó kh¶ n¨ng thô phÊn, kÕt h¹t cao. - Thêi k× thu ho¹ch cÇn nhiÒu n¾ng ®Ó b¶o qu¶n s¶n phÈm. XÐt vÒ thêi gian sinh tr­ëng (TGST) cña c©y lóa dµi hay ng¾n tuú thuéc vµo tõng gièng vµ ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. nh÷ng gièng ng¾n ngµy cã tgst vµo kho¶ng 90 - 100 ngµy, gièng dµi ngµy cã tgst kho¶ng 150 - 180 ngµy, cã nh÷ng gièng tgst cßn dµi h¬n tíi 270 ngµy. Theo viÖn nghiªn cøu lóa quèc tÕ irri, qu¸ tr×nh sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn cña c©y lóa ®­îc chia lµm 2 thêi k× vµ 9 giai ®o¹n: - thêi k× sinh tr­ëng sinh d­ìng: 1. Giai ®o¹n n¶y mÇm. 2. Giai ®o¹n m¹. 3. Giai ®o¹n ®Î nh¸nh. 4. Giai ®o¹n v­¬n lãng. - thêi k× sinh tr­ëng sinh thùc: 5. Giai ®o¹n lµm ®ßng. 6. Giai ®o¹n trç b«ng. 7. Giai ®o¹n chÝn s÷a. 8. Giai ®o¹n vµo ch¾c. 9. Giai ®o¹n chÝn hoµn toµn. Thêi k× sinh tr­ëng sinh d­ìng: c©y lóa chñ yÕu ph¸t triÓn c¬ quan sinh d­ìng nh­ th©n, l¸, rÔ, tÝch luü c¸c chÊt dù tr÷ ë th©n tr­íc khi ®­a lªn qu¶ (h¹t lóa). Thêi k× sinh tr­ëng sinh thùc c©y lóa t¹o thªm c¬ quan sinh s¶n nh­: ®ßng lóa, b«ng lóa, t¹o qu¶, h¹t… Hai thêi kú nµy cã liªn quan mËt thiÕt víi nhau vµ quyÕt ®Þnh n¨ng suÊt vô lóa. C©y lóa cã sinh tr­ëng sinh d­ìng m¹nh mÏ th× míi t¹o ®­îc mét sè Khoa Sinh - KTNN 14 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n nh¸nh phï hîp, t¹o ®­îc b«ng ®ñ dµi, tõ ®ã míi cã nhiÒu h¹t gióp n¨ng suÊt mïa vô t¨ng cao. 1.3. øng dông cña ®ét biÕn trong chän t¹o gièng lóa 1.3.1. L­îc sö nghiªn cøu ®ét biÕn thùc nghiÖm LÇn ®Çu tiªn n¨m 1925, t¹i viÖn radium leninggrad, naxon vµ philipop ®· ph¸t hiÖn kh¶ n¨ng g©y ®ét biÕn cña tia r¬nghen ë nÊm h¹ ®¼ng sau ®ã muller (1927) vµ stadler (1928) còng ph¸t hiÖn hiÖu qu¶ nµy cña tia r¬nghen ë ruåi giÊm vµ ng«. Cßn kh¶ n¨ng g©y ®ét biÕn cña c¸c ho¸ chÊt th× lÇn ®Çu tiªn ®­îc stubbe (1930) vµ xakharov (1932) ph¸t hiÖn ra. Nh­ng chØ sau nh÷ng c«ng tr×nh cña rapoport vµ auerbach (1943) th× vÊn ®Ò nµy míi ®­îc nghiªn cøu m¹nh mÏ vµ ®­îc øng dông dÇn vµo thùc tiÔn. Sau khi ph¸t hiÖn ra hiÖu qu¶ g©y ®ét biÕn cña c¸c d¹ng phãng x¹, c¸c nhµ khoa häc liªn x« ®· sö dông chóng vµo chän gièng ngay ë nh÷ng thêi kú rÊt sím. Delone vµ didut trong nh÷ng n¨m tõ 1927 – 1938 ®· t¹o ra hµng tr¨m d¹ng ®ét biÕn cã gi¸ trÞ ë lóa m×, lóa m¹ch…( Lª Duy Thµnh), [12]. tuy nhiªn trong thêi gian ®Çu viÖc sö dông phãng x¹, ho¸ chÊt vµo viÖc chän t¹o gièng míi ch­a ®­îc phæ biÕn bëi nhiÒu nhµ khoa häc, nhiÒu nhµ chän gièng cßn nghi ngê t¸c dông cña ®ét biÕn, cho r»ng ®ét biÕn chØ g©y ra nh÷ng biÕn ®æi cã h¹i. nh­ng chØ 40 n¨m sau nh÷ng ph¸t minh cña naxon, philipop, muler, stadler vµ 20 n¨m sau nh÷ng ph¸t kiÕn cña rapoport vµ auerbach (1943) kØ nguyªn cña chän gièng ®ét biÕn b»ng phãng x¹ - ho¸ chÊt míi b¾t ®Çu chøng minh râ rµng t¸c dông ­u viÖt cña ®ét biÕn trong chän t¹o gièng míi. Theo thèng kª cña tæ chøc n«ng l­¬ng thÕ giíi (FAO), n¨m1960 thÕ giíi ®· cã tíi 1870 sinh vËt ®ét biÕn gen ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín cho nh©n lo¹i. Khoa Sinh - KTNN 15 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n 1.3.2. T¸c dông cña c¸c t¸c nh©n ®ét biÕn lªn c©y lóa Mét sè t¸c nh©n ®ét biÕn th­êng ®­îc sö dông trong chän t¹o gièng lóa gåm c¸c t¸c nh©n vËt lý, ho¸ häc, sinh häc.Trong ®ã t¸c nh©n vËt lý cã vÞ trÝ rÊt quan träng ®­îc sö dông réng r·i nhÊt. T¸c nh©n vËt lý chia lµm hai nhãm:  Nhãm tia bøc x¹ kh«ng g©y ion ho¸: tia tö ngo¹i cã b­íc sãng 2580 A0 cã t¸c dông cùc m¹nh lªn ph©n tö ADN v× ë b­íc sãng nµy bøc x¹ ®­îc ADN hÊp thô m¹nh nhÊt (Phan Cù Nh©n, 2001), [9].  Nhãm tia bøc x¹ g©y ion ho¸ gåm tia R¬nghen(X), tia gamma(  ), tia beta(  ), tia anpha(  )… C¸c tia nµy tham gia vµo c¸c ph¶n øng g©y biÕn ®æi trong vËt chÊt di truyÒn (AND, ARN)… (Phan Cù Nh©n, 2001), [9]. §· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ viÖc sö dông t¸c nh©n vËt lý trong chän t¹o gièng lóa. Më ®Çu lµ c«ng tr×nh cña c¸c nhµ khoa häc NhËt B¶n: Yamaha, Nacamura, Saiki nghiªn cøu ¶nh h­ëng phãng x¹ ion ho¸ (tia X,  ,  ,  …) lªn c©y lóa n­íc vµo n¨m 1917 – 1918. Sau ®ã Sharma, Kimura nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña c¸c tia phãng x¹ lªn h¹t lóa. ë ViÖt Nam n¨m 1967 – 1970 hai t¸c gi¶ TrÞnh B¸ H÷u vµ Lª Duy Thµnh (tr­êng §H Tæng Hîp) nghiªn cøu t¸c ®éng cña tia  ®Õn gièng lóa NN8 (§Æng ViÖt Hµ), [4]. N¨m 1983, gièng lóa DT-205 (nÕp c¸i hoa vµng ®ét biÕn) cña ViÖn Khoa häc ViÖt nam ®· ®­îc ®­a vµo gieo trång ®¹i trµ ë nhiÒu tØnh thu ®­îc nhiÒu kÕt qu¶ kh¶ quan (§µo Xu©n T©n, 1996), [11]. N¨m 2004 gièng lóa nÕp PD2 cña TS. §µo Xu©n T©n – tr­êng §HSP Hµ Néi 2 ®­îc c«ng nhËn lµ gièng Quèc gia hiÖn ®ang gieo trång ®¹i trµ ë nhiÒu tØnh… Mét sè c¸c nghiªn cøu kh¸c ®i tíi kÕt luËn r»ng: khi xö lý chiÕu x¹ tia  tõ nguån Co60 lªn h¹t lóa cã thÓ lµm xuÊt hiÖn mét sè ®ét biÕn cã lîi nh­ c©y chÝn sím, b«ng dµi, h¹t xÕp sÝt… Khoa Sinh - KTNN 16 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n 1.4. t×nh h×nh nghiªn cøu lóa trªn thÕ giíi vµ ViÖt Nam 1.4.1. t×nh h×nh nghiªn cøu lóa trªn thÕ giíi Lóa lµ c©y l­¬ng thùc quan träng trªn thÕ giíi. C©y lóa n­íc ®­îc gieo trång trªn 112 n­íc nh­ng tËp trung kh«ng ®Òu, chñ yÕu ë ch©u ¸ (chiÕm kho¶ng 90%). Tuú tõng vïng vµ tuú ®iÒu kiÖn canh t¸c cña mçi n­íc kh¸c nhau mµ n¨ng suÊt lóa kh¸c nhau, dao ®éng tõ 3 - 7 tÊn/ha. Nh÷ng n­íc cã n¨ng suÊt lóa cao nh­ Australia ( 3,5 - 6,8 tÊn/ha), NhËt b¶n (5,6 - 6,8 tÊn /ha), ®Æc biÖt cã nh÷ng gièng lóa ®­îc gieo trång ë mét sè n­íc n¨ng suÊt ®¹t 10tÊn/ha .... Th¸i Lan hiÖn nay lµ n­íc xuÊt khÈu g¹o lín nhÊt thÕ giíi (kho¶ng 6,5 - 7 triÖu tÊn/n¨m ) nhê viÖc tËp trung ®Çu t­ vèn, gièng, khoa häc kü thuËt trong n«ng nghiÖp. GÇn ®©y c¸c nhµ Khoa häc t¹i ViÖn nghiªn cøu lóa quèc tÕ (IRRI) ®ang cã nh÷ng ch­¬ng tr×nh nghiªn cøu nh»m t×m ra d¹ng c©y lóa míi cã n¨ng suÊt chÊt l­îng cao h¬n h¼n gièng hiÖn t¹i ®Ó ®­a vµo s¶n xuÊt ®¹i trµ ®¸p øng nhu cÇu l­¬ng thùc cho nh©n lo¹i. Cô thÓ ®· t¹o ra ®­îc dßng IR60819-34-2-1 lµ dßng cã nhiÒu h¹t/b«ng, n¨ng suÊt ®¹t 10 tÊn/ha ®èi víi vïng nhiÖt ®íi vµ 15 tÊn/ha ®èi víi vïng «n ®íi. Ngay sau khi hai c«ng ty Syngenta (c«ng ty h¹t gièng vµ n«ng nghiÖp NhËt B¶n ) vµ Myriad Genetics (c«ng ty CNSH ë Utah – Mü) c«ng bè b¶n ®å gen cña c©y lóa gÇn nh­ hoµn chØnh ngµy 26- 1- 2001 cã thÓ gióp c¸c nhµ chän gièng sím ®­a ra nh÷ng gièng lóa cã n¨ng suÊt cao, chÊt l­îng tèt (TrÇn Thµnh Vinh, 2001), [15]. 1.4.2. T×nh h×nh nghiªn cøu lóa ë ViÖt Nam HiÖn nay ViÖt Nam lµ n­íc xuÊt khÈu g¹o ®øng thø hai trªn thÕ giíi sau Th¸i Lan víi s¶n l­îng 5,2 triÖu tÊn (n¨m 2005) thu vÒ 1,4 tû USD cho nÒn kinh tÕ quèc d©n, mÆc dï h¬n mét thËp kû tr­íc ViÖt Nam vÉn l©m vµo t×nh tr¹ng thiÕu l­¬ng thùc trÇm träng. §Ó cã kÕt qu¶ th¾ng lîi nµy lµ nhê mét phÇn kh«ng nhá cña khoa häc chän gièng, thay thÕ gièng cò b»ng nh÷ng gièng míi cã n¨ng suÊt cao h¬n, phÈm chÊt tèt h¬n. Khoa Sinh - KTNN 17 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n ë ViÖt Nam nh÷ng thµnh tùu cña viÖc chän t¹o gièng lóa trong vµi ba thËp niªn qua ®· tõng lµm c¸c ®ång nghiÖp quèc tÕ kh©m phôc. tõ mét sè gièng lóa nh­ IR8 hay ThÇn N«ng 8 vµo nh÷ng n¨m 70 víi nç lùc cña giíi khoa häc n«ng nghiÖp ViÖt nam, ®Õn nay chóng ta ®· cã kho¶ng 70 – 80 gièng lóa ®­îc c«ng nhËn vµ phæ biÕn cã n¨ng suÊt cao tõ 4 – 7 tÊn/ha chiÕm trªn 80% diÖn tÝch ®Êt canh t¸c cña c¶ n­íc. Nh÷ng gièng lóa lai hiÖn ®­a vµo s¶n xuÊt cã n¨ng suÊt b×nh qu©n cao h¬n n¨ng suÊt cña c¸c gièng lóa ®Þa ph­¬ng tõ 20 – 40% (Vò Mai Nam, 2000), [8]. Kh«ng nh÷ng thÕ c¸c gièng lóa lai nµy cßn gãp phÇn lµm t¨ng chÊt l­îng h¹t g¹o, vÝ dô: tõ tæ hîp lai gi÷a gièng IR2588 vµ Xu©n sè 2, ViÖn c©y l­¬ng thùc thùc phÈm ®· t¹o ra gièng lóa P6 cã hµm l­îng protein trong h¹t g¹o cao h¬n h¹t g¹o cæ truyÒn 1,5 lÇn (NguyÔn V¨n Kh«i, 2003), [6]. Tuy vËy khã kh¨n cña ViÖt Nam hiÖn nay ®ã lµ chÊt l­îng h¹t g¹o cßn kÐm do d­ l­îng thuèc ho¸ häc b¶o vÖ thùc vËt cßn cao, canh t¸c cßn sö dông nhiÒu ph©n ho¸ häc… v× thÕ gi¸ xuÊt khÈu cña g¹o kh«ng cao hoÆc kh«ng ®­îc thÞ tr­êng thÕ giíi chÊp nhËn. Mét khã kh¨n n÷a ®ã lµ chi phÝ cho nghÒ trång lóa ngµy mét cao (do gi¸ c¶ ph©n bãn, gièng lóa míi rÊt cao) so víi gi¸ trÞ cña h¹t g¹o. ®©y lµ mét trong nh÷ng trë ng¹i lín mµ nghÒ trång lóa cña ViÖt nam ph¶i v­ît qua trong thêi gian tíi. Khoa Sinh - KTNN 18 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n Ch­¬ng 2. §èi t­îng vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. §èi t­îng nghiªn cøu §èi t­îng nghiªn cøu cña chóng t«i lµ nh÷ng dßng ®ét biÕn lóa ­u viÖt trong tËp ®oµn c¸c c¸ thÓ lóa ®ét biÕn thu ®­îc tõ viÖc xö lý tia gamma (nguån Co60) lªn c¸c gièng gèc KD18 vµ A20 ë thÕ hÖ thø 7 ®­îc chóng t«i ®Æt tªn lµ: - CL2, CL3, CL5 xuÊt ph¸t tõ gièng gèc lµ KD18. - D52-10, D52-11, D52-12, D52-13, D52-14, D52-15 xuÊt ph¸t tõ gièng gèc lµ A20. 2.2 ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.2.1. Ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm ®ång ruéng (26/6 – 10/10/2006) - C¸c dßng tuyÓn chän ®em ng©m ñ, cho n¶y mÇm, gieo tõng l« theo ph­¬ng ph¸p m¹ s©n. - M¹ ®ñ tuæi (3 - 4 l¸ thËt) ®em cÊy t¹i ruéng thuéc x· Cao Minh - Phóc Yªn - VÜnh Phóc. Mçi gièng bè trÝ cÊy trªn c¸c « Latinh (5m2 - 10m2) - H×nh thøc cÊy: 1 r¶nh/ khãm, tõ 36-42 khãm/m2. - Ch¨m sãc theo thêi vô vµ quy tr×nh chung. 2.2.2. Ph­¬ng ph¸p thu thËp sè liÖu Theo dâi, lÊy sè liÖu vÒ ®Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt cña c¸c dßng nghiªn cøu vµo c¸c thêi ®iÓm ®Þnh kú trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña c©y lóa nh­ thêi kú m¹, thêi kú ®Î nh¸nh (sau khi cÊy tõ 30 - 35 ngµy), lµm ®ßng, trç b«ng, chÝn.... Mçi dßng thu sè liÖu ngÉu nhiªn víi sè c¸ thÓ mÉu lín h¬n 30. C¸c sè liÖu vÒ ®Æc ®iÓm h×nh th¸i gåm. 1. Tû lÖ n¶y mÇm. 2. Kh¶ n¨ng sèng sãt. 3. Kh¶ n¨ng ®Î nh¸nh. 4. ChiÒu cao c©y. Khoa Sinh - KTNN 19 Líp K29A Sinh Kho¸ luËn tèt nghiÖp TrÇn §øc Tu©n C¸c yÕu tè cÊu thµnh n¨ng suÊt gåm: 1. ChiÒu dµi b«ng. 2. Sè b«ng/khãm. 3. Sè h¹t ch¾c/b«ng (tû lÖ % h¹t ch¾c). 2.2.3. Ph­¬ng ph¸p xö lý sè liÖu C¸c sè liÖu thu ®­îc ®em xö lý thèng kª to¸n häc, lý thuyÕt x¸c suÊt, lÊy gi¸ trÞ trung b×nh. Mét sè c«ng thøc ®· dïng: n Trung b×nh mÉu: X=  Xi (n > 30) i 1 n n §é lÖch chuÈn: =  (X i  X)2 i 1 n 1 ( n<30) n =  (X i  X)2 i 1 n HÖ sè biÕn dÞ: Cv% =  x 100% X Sai sè trung b×nh: m=  n (n > 30) Trong ®ã: m: hÖ sè trung b×nh. Cv%: hÖ sè biÕn dÞ. X: gi¸ trÞ c¸c biÕn sè. n: sè l­îng c¸ thÓ mÉu. Khoa Sinh - KTNN 20 Líp K29A Sinh